Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması

Dündar Ayyıldız; Erol İskender; Atakan Aksoy

doi:10.17341/gazimmfd.619772

Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması

Öz

Asfalt karışımlarda temel bozulma problemlerinin en aza indirgenmesi ve performans artışı sağlanabilmesi için çeşitli katkı maddeler kullanılabilmektedir. Bu katkı maddeleri arasında stiren-bütadiyen-stiren (SBS) katkısı en çok tercih edilen katkılar arasındadır. SBS’in asfalt çimentosu ve asfalt karışımın performansını önemli oranda arttırdığı bilinmektedir. Ancak yüksek maliyeti ve bitüm ile olan zayıf uyumu nedeniyle kullanımında sorunlar yaşanabilmektedir. Nanokil polimerlerle birlikte kullanılarak onların özelliklerini arttırabilmektedir. Bu çalışmada, farklı SBS oranlarında (%5, %4, %3, %2 ve %1) sabit %2 ve %3 nanokil ilavesinin etkisi su hasarı, tekerlek izi ve çatlama direnci yönüyle irdelenmiş, SBS oranının azaltılabilirliği sorgulanmıştır. Test sonuçlarına göre, %2nanokil-%3SBS oranının memnun edici sonuçlar verdiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Taş mastik asfalt,SBS,nanokil,asfalt nanokompozit

Kaynakça

Wen G., Zhang Y., Zhang Y., Sun K., Fan Y., Rheological Characterization of Storagestable SBS-Modified Asphalts, Polym. Test. 21(3), 295-302, 2002.
Mokhtari A., Nejad F.M., Mechanistic Approach for Fiber and Polymer Modified SMA Mixtures, Constr. Build. Mater., 36, 381-390, 2012.
Ghasemi M., Marandi S.M., Engineering Properties of SMA Mixtures/Polymer/ RGP Blends, Int. J. Transp. Eng., 2(2), 97-106, 2014.
Golestani B., Nejad F.M., Galooyak S.S., Performance Evaluation of Linear and Nonlinear Nanocomposite Modified Asphalts, Constr. Build. Mater., 35, 197-203, 2012.
Galooyak S.S., Dabir B., Nazarbeygi A.E., Moeini A., Rheological Properties and Storage Stability of Bitumen/SBS/Montmorillonite Composites, Constr. Build. Mater., 24(3), 300-307, 2010.
You Z., Mills-Beale J., Foley J.M., Roy S., Odegard G.M., Dai Q., Goh S.W., Nanoclay Modified Asphalt Materials: Preparation and Characterization, Constr. Build. Mater., 25(2), 1072-1078, 2011.
Yusoff N.I.M., Breem A.A.S., Alattug H.N., Hamim A., The Effects of Moisture Susceptibility and Ageing Conditions on Nano-Silica/Polymer-Modified Asphalt Mixtures, Constr. Build. Mater., 72(15), 139-147, 2014.
Hamedi G.H., Nejad F.M., Oveisi K., Estimating the Moisture Damage of Asphalt Mixture Modified with Nano Zinc Oxide, Mater. Struct., 49(4), 1165–1174, 2016.

Diab A., You Z., Effects of Regular-Sized and Nanosized Hydrated Lime on Binder Rheology and Surface Free Energy of Adhesion of Foamed Warm Mix Asphalt, J. Mater. Civ. Eng., 27(9), 1-7, 2014.
İskender E., Evaluation of Mechanical Properties of Nano-Clay Modified Asphalt Mixtures, Measurement, 93, 359-371, 2016.
Pinnavaia T.J., Beall GW., Polymer-clay Nanocomposites, England: John Wiley and Sons Ltd, ISBN 978-0-471-63700-4, 2000.
Shafabakhsh G.H., Mirabdolazimi S.M., Sadeghnejad M., Evaluation the Effect of Nano-TiO2 on the Rutting and Fatigue Behavior of Asphalt Mixtures, Constr. Build. Mater., 54, 566-571, 2014.
Paul D.R., Robeson L.M., Polymer Nanotechnology: Nanocomposites, Polymer, 49(15), 3187-3204, 2008.
Ray S.S., Okamoto M., Polymer/layered Silicate Nanocomposites: A Review From Preparation to Processing, Prog. Polym. Sci., 28(11), 1539-1641, 2003.
Yang J., Tighe S., A Review of Advances of Nanotechnology in Asphalt Mixtures, Procedia – Social and Behavioral Sciences, 96(6), 1269-1276, 2013.
Hossain Z., Zaman M., Hawa T., Saha M.C., Evaluation of Moisture Susceptibility of Nanoclay-Modified Asphalt Binders Through the Surface Science Approach, J. Mater. Civ. Eng., 27(10), 1-9, 2014.
Shahabadi A.Z., Shokuhfar A., Nejad S.E., Preparation and Rheological Characterization of Asphalt Binders Reinforced with Layered Silicate Nanoparticles, Constr. Build. Mater., 24(7), 1239-1244, 2010.
Liu G., van de Ven M., Wu S., Yu J., Molenaar A., Influence of Organomontmorillonites on Fatigue Properties of Bitumen and Mortar, Constr. Build. Mater., 33(12), 1574-1582, 2011.
Yao H., You Z., Li L., Goh S., Mills-Beale J., Shi X., Wingard D., Evaluation of Asphalt Blended with Low Percentage of Carbon Micro-Fiber and Nanoclay, J. Test. Eval., 41(2), 1-11, 2013.
Polacco G., Kriz P., Filippi S., Statstna J, Biondi D, Zanzotto L., Rheological properties of asphalt/SBS/clay blends, Eur. Polym. J., 44(11), 3512-3521, 2008.
Jahromi S.G., Andalibizade B., Vossough S., Engineering Properties of Nanoclay Modified Asphalt Concrete Mixtures, Arabian Journal for Science & Engineering 35, 89-103, 2010.
Xiao F., Amirkhanian A.N., Amirkhanian S.N., Influence on Rheological Characteristics of Asphalt Binders Containing Carbon Nanoparticles, J. Mater. Civ. Eng., 23, 423-431, 2011.
Ameri M., Mohammadi R., Vamegh M., Molayem M., Evaluation the Effects of Nanoclay on Permanent Deformation Behavior of Stone Mastic Asphalt Mixtures, Constr. Build. Mater., 156, 107-113, 2017.
Pamplona T.F., Amoni B. de C., Alencar A.E.V. de, Lima A.P.D., Ricardo Nágila M.P.S., Soares J.B., Soares S. de A., Asphalt Binders Modified by SBS and SBS/Nanoclays: Effect on Rheological Properties, J. Braz. Chem. Soc., 23(4), 639-647, 2012.
Fu H., Leidong X., Ming Y., Yao S., Storage stability and compatibility of asphalt binder modified by SBS graft copolymer, Constr. Build. Mater., 21, 1528–1533, 2007.
Wang S., Zhang Y., Zhang Y.K., SBS/Carbon Black Compounds Give Asphalts with Improved High-Temperature Storage Stability, Polym. Polym. Compos., 11(6), 477-485, 2003.
Karayolları Genel Müdürlüğü Yayınları, Karayolları Teknik Şartnamesi, Ankara, Türkiye, 2013.
Kraton, Kraton D1101 A polymer data document, K0412 Europe, 2018.
Lu X., Isacsson U., Laboratory Study on the Low Temperature Physical Hardening of Conventional and Polymer Modified Bitumens, Constr. Build. Mater., 14(4), 79-88, 2000.
Navarro F.J., Partal P., Martinez-Boza F., Valencia C., Gallegos C., Rheological Characteristics of Ground Tire Rubber-Modified Bitumens, Chemical Engineering Journal, 89, 53-61, 2002.
Airey G.D., Rheological evaluation of ethylene vinyl acetate polymer modified bitumens, Constr. Build. Mater., 16(8), 473-487, 2002.
Zhuang C., Li N., Zhao W., Cai C., Effects of SBS Content on the Performance of Modified Asphalt, Mater. Sci. Eng., 216, 2017.
AASHTO T 283-03., Standard Method of Test for Resistance of Compacted Asphalt Mixtures to Moisture-Induced Damage, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, D.C., 2014.
Tayfur S., Ozen H., Aksoy A., Investigation of Rutting Performance of Asphalt Mixtures Containing Polymer Modifiers, Constr. Build. Mater., 21(2), 328-37, 2007.
Bostancioglu M., Oruç S., Effect of Activated Carbon and Furan Resin on Asphalt Mixture Performance, Road Materials and Pavement Design, 17(2), 512-525, 2016.
Yilmaz M., Kök B.V., Kuloglu N., Effects of Using Asphaltite as Filler on Mechanical Properties of Hot Mix Asphalt, Constr. Build. Mater., 25(11), 4279–4286, 2011.
Arabani M., Tahami S.A., Assessment of Mechanical Properties of Rice Husk Ash Modified Asphalt Mixture, Constr. Build. Mater., 149, 350-358, 2017.
Crucho, J., Picado-Santos, L., Neves, J., Capitão, S., A Review of Nanomaterials’ Effect on Mechanical Performance and Aging of Asphalt Mixtures. Appl. Sci., 9(18), 3657, 2019.
Wang, H., Guo, Y., Shen, A., Yang, X., Li, P. (2020). Effect of Nanoclays on Moisture Susceptibility of SBS-Modified Asphalt Binder. Adv. Mater. Sci. Eng., 2020.
Abdullah M.E., Zamhari K.A., Hainin M.R., Oluwasola E.A., Yusoff N.I., Hassan N.A., High Temperature Characteristics of Warm Mix Asphalt Mixtures with Nanoclay and Chemical Warm Mix Asphalt Modified Binders, J. Cleaner Prod., 122, 326-334, 2016.
Malarvizhi, G., Sabermathi, R., Kamaraj, C., Laboratory Study on Nano Clay Modified Asphalt Pavement, Int. J. Appl. Eng. Res., 10, 8, 20175-20190, 2015.
Goh S.W., Akin M., You Z., Shi X., Effect of Deicing Solutions on the Tensile Strength of Micro- or Nano-Modified Asphalt Mixtur, Constr. Build. Mater., 25(1), 195-200, 2011.
Mousavinezhad, S. H., Shafabakhsh, G. H., Ani, O. J., Nano-clay and styrene-butadiene-styrene modified bitumen for improvement of rutting performance in asphalt mixtures containing steel slag aggregates, Constr. Build. Mater., 226, 793-801, 2019.
Zapién-Castillo, S., Rivera-Armenta, J. L., Chávez-Cinco, M. Y., Salazar-Cruz, B. A., Mendoza-Martínez, A. M., Physical and rheological properties of asphalt modified with SEBS/montmorillonite nanocomposite. Constr. Build. Mater., 106, 349–356, 2016.
Bhargava, S., Raghuwanshi, A. K., Gupta, P. Nanomaterial Compatibility and Effect on Properties of Base Bitumen Binder and Polymer Modified Bitumen. IJISET-Int. J. Innovative Sci., Eng. & Technol., 3(6), 276-282, 2016.
Martínez-Anzures, J. D., Zapién-Castillo, S., Salazar-Cruz, B. A., Rivera-Armenta, J. L., Antonio-Cruz, R. D. C., Hernández-Zamora, G., & Méndez-Hernández, M. L., Preparation and properties of modified asphalt using branch SBS/nanoclay nanocomposite as a modifier. Road Materials and Pavement Design, 20(6), 1275-1290, 2019.
Robert F.L., Kandhal P.S., Brown E.R., Dah Y.L., Kennedy T.W., Hot Mix Asphalt Materials, Mixture Design and Construction, second ed., NAPA Education Foundation, Lanham, Maryland, 248-485, 1996.
Ghile D.B., Effects of Nanoclay Modification on Rheology of Bitumen and on Performance of Asphalt Mixtures, Master Thesis, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, 2006.
Liu D.L., Yao H.B., Bao S.Y., Performance of Nano-Calcium Carbonate and SBS Compound Modified Asphalt, Zhongnan Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/J. Cent. South Univ. (Sci. Technol.), 38(3), 579-582, 2007.
Ma F., Zhang C., Fu Z., Performance and Modification Mechanism of Nano-CaCO3 Modified Asphalt, Wuhan Ligong Daxue Xuebao Jiaotong Kexue Yu Gongc Ban, 2007.
Brown E.R., Kandhal P.S., Zhang J., Performance Testing for Hot Mix Asphalt, National Center for Asphalt Technology Auburn University, Alabama NCAT Report 01-05 November 2001.
Sarışın, E , Yalçın, E , Öner, J., Analysis of rheological properties of modified bitumen with hybrid polymers. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 36, 201-212, 2020.
Arslan D., Gürü M., Çubuk M.K., Çubuk M., Farshbafian F.K., Investigation of rheological and mechanical properties of kaolin-clay modified bitumen, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (3), 1409-1419, 2020.
Chelovian A., Shafabakhsh G., Laboratory evaluation of Nano Al2O3 effect on dynamic performance of stone mastic asphalt, Int. J. Pavement Res. Technol., 10(2), 131-138, 2017.
Ghasemi M., Marandi S.M., Tahmooresi M., Kamali R.J., Taherzade R., Modification of Stone Matrix Asphalt With Nano-Sio2, J Basic Appl Sci Res, 2(2), 1338-1344, 2012.
Ashish, P., Singh, D., Bohm, S., Evaluation of rutting, fatigue and moisture damage performance of nanoclay modified asphalt binder. Constr. Build. Mater., 113, 341–350, 2016.
Li, R., Xiao, F., Amirkhanian, S., You, Z., & Huang, J., Developments of nano materials and technologies on asphalt materials – a review. Constr. Build. Mater., 143, 633–648, 2017.
Farias, L., Leitinho, J., Amoni, B., Bastos, J., Soares, J., Soares, S., Sant’Ana, H., Effects of nanoclay and nanocomposites on bitumen rheological properties. Constr. Build. Mater., 125, 2016.
Hossain, Z., Elsayed, A., Use of Nanoclays as Alternatives of Polymers Toward Improving Performance of Asphalt Binders. Transportation Consortium of South-Central States, Project No. 17BASU01, 2018.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Dündar Ayyıldız Bu kişi benim
0000-0002-6851-6914
Türkiye

Erol İskender ^*
0000-0001-7934-839X
Türkiye

Atakan Aksoy
0000-0001-5232-6465
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

2 Eylül 2021

Gönderilme Tarihi

13 Eylül 2019

Kabul Tarihi

15 Mart 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 4

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.619772

IZ

https://izlik.org/JA65MK37EN

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Ayyıldız, D., İskender, E., & Aksoy, A. (2021). Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(4), 1847-1862. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.619772

AMA

1.Ayyıldız D, İskender E, Aksoy A. Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması. GUMMFD. 2021;36(4):1847-1862. doi:10.17341/gazimmfd.619772

Chicago

Ayyıldız, Dündar, Erol İskender, ve Atakan Aksoy. 2021. “Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 (4): 1847-62. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.619772.

EndNote

Ayyıldız D, İskender E, Aksoy A (01 Eylül 2021) Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 4 1847–1862.

IEEE

[1]D. Ayyıldız, E. İskender, ve A. Aksoy, “Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması”, GUMMFD, c. 36, sy 4, ss. 1847–1862, Eyl. 2021, doi: 10.17341/gazimmfd.619772.

ISNAD

Ayyıldız, Dündar - İskender, Erol - Aksoy, Atakan. “Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/4 (01 Eylül 2021): 1847-1862. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.619772.

JAMA

1.Ayyıldız D, İskender E, Aksoy A. Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması. GUMMFD. 2021;36:1847–1862.

MLA

Ayyıldız, Dündar, vd. “Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy 4, Eylül 2021, ss. 1847-62, doi:10.17341/gazimmfd.619772.

Vancouver

1.Dündar Ayyıldız, Erol İskender, Atakan Aksoy. Taş mastik asfalt karışımlarda SBS/nanokil/bitüm nano-kompozitler için optimum bileşim oranının araştırılması. GUMMFD. 01 Eylül 2021;36(4):1847-62. doi:10.17341/gazimmfd.619772

Cited By

Türkiye’de 2012-2022 Yılları Arasındaki Çalışmalar İncelenerek Asfalt Malzemesinin İş Sağlığı ve Güvenliği Açısından Literatürün Değerlendirilmesi

Karaelmas İş Sağlığı ve Güvenliği Dergisi

https://doi.org/10.33720/kisgd.1206214

Nişastanın bitümlü bağlayıcıların fiziksel ve reolojik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1102944